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验收检测卷十五 原子结构 波粒二象性 原子核
一、单项选择题：本题共8 小题，每小题3 分，共24 分．每小题只有一个选项符合题
目要求．
1．关于原子结构和微观粒子波粒二象性，下列说法正确的是( )
A．卢瑟福的核式结构模型解释了原子光谱的分立特征
B．玻尔的原子理论完全揭示了微观粒子运动的规律
C．光电效应揭示了光的粒子性
D．电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的粒子性
2．[2024·青海省西宁市期末考试]在α 粒子散射实验中，下列图景正确的是( )
3．[2024·山东省青岛市调研考试]透射电子显微镜(TEM)使用高能电子作为光源，简称
透射电镜．透射电镜工作时电子经过高压加速和强磁场聚焦后得到观察样品的像．已知显微
镜的分辨率与使用光源(光子或电子)的波长成正比，普通光学显微镜分辨率为0.2μm，电透
镜能清晰地观察到直径2 nm 的金原子．若光学显微镜使用的可见光平均波长为600 nm，动
量大小为1.1×10－27 N·s.关于高能电子，下列说法正确的是( )
A．波长约为2 nm B．波长约为6×10－6 nm
C．动量大小约为1.1×10－29 N·s D．动量大小约为1.1×10－25 N·s
4.
[2024·河北省秦皇岛市期中考试]我国造出世界首个人造迷你心脏，使用有人体细胞的人
造心脏试药，可以有效测试药物毒性，从而改善药效，提高新药研发效率和减少研发成本．
人造心脏的放射性同位素动力源用的燃料是钚238，钚238 衰变快慢有一定的规律．如图所
示，横坐标表示时间，纵坐标表示任意时刻钚238 的质量m 与t＝0 时的质量m0的比值．则
经过43.2 年剩余钚238 的质量与初始值的比值约为( )
1
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A．0.250 B．0.875 C．0.500 D．0.707
5．[2024·陕西省汉中市联考]铯原子基态的两个超精细能级之间跃迁发射的光子具有稳
定的频率，铯原子钟利用的两能级的能量差量级为10－5 eV，跃迁发射的光子的频率量级为
(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，元电荷e＝1.60×10－19 C)( )
A．1012 Hz B．109 Hz C．105 Hz D．103 Hz
6．[2024·湖北省名校联考]食盐被灼烧时会发出黄光，主要是由食盐蒸气中钠原子的能
级跃迁造成的．在钠原子光谱的四个线系中，只有主线系的下级是基态，在光谱学中，称主
线系的第一组线(双线)为共振线，钠原子的共振线就是有名的黄双线(波长为589.0 nm、
589.6 nm)，已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，元电荷e＝1.6×10－19 C，光速c＝3×108
m/s.下列说法正确的是( )
A．玻尔理论能解释钠原子的光谱现象
B．灼烧时钠原子处于高能级是因为从火中吸收了能量
C．黄双线能使逸出功为2.25 eV 的金属发生光电效应
D．太阳光谱中有题述两种波长的光，说明太阳中有钠元素
7．[2024·吉林省长春市质量监测]自然界中的碳主要是碳12，也有少量的碳14.碳14 具
有放射性，能够自发地进行β 衰变而变成氮，碳14 的半衰期为5 730 年．在考古和经济建设
中可用碳14 测定年代．以下说法正确的是( )
A．β 射线是一种穿透能力极强的高频电磁波
B．碳14 的衰变方程为C―→14
7
N＋ 0
-1
e
C．当环境温度变化时，碳14 的半衰期会发生改变，从而影响年代测定的结果
D．100 个碳14 原子核经过11 460 年一定还剩下25 个
8．[2024·湖南省先知高考第二次联考]在核反应中 10
5
B 具有较强的防辐射和吸
收中子的功能，其原理为硼核( 10
5
B)吸收一个慢中子后释放出一个α 粒子，转变成
新核，并释放出一定的能量．已知硼核( 10
5
B)的比结合能为E1，生成新核的比结合
能为E2，α 粒子的比结合能为E3，真空中光速为c.下列判断正确的是( )
A．核反应方程为 10
5
B＋n―→Li＋He
B．该反应类型为α 衰变
C．硼核的比结合能E1大于新核的比结合能E2
D．该核反应质量亏损为Δm＝
二、多项选择题：本题共4 小题，每小题4 分，共16 分．每小题有多个选项符合题目
要求，全部选对得4 分，选对但不全的得2 分，有选错的得0 分．
9．实物粒子的波动性不容易被观察到，可以利用金属晶格(大小约10－10m)作为障碍物
观察电子的衍射图样从而研究其波动性，方法是让电子通过电场加速，然后让电子束照射到
金属晶格上，从而得到电子的衍射图样．已知电子的质量为m、电荷量为e.初速度为零，加
速电压为U，普朗克常量为h，则下列说法中正确的是( )
A．该实验中加速电压U 形成的电场一定要是匀强电场
B．实验中电子束的德布罗意波长λ＝
C．加速电压U 越大，电子束的衍射现象越不明显
D．若用速度相同的质子代替电子，衍射现象将更加明显
2
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10.
[2024·福建省龙岩市阶段测试]如图所示，托卡马克(tokamak)是研究受控核聚变的一种
装置，这个词是toroidal( 环形的) 、kamera( 真空室) 、magnet( 磁) 的头两个字母以及
kotushka(线圈)的第一个字母组成的缩写词．根据以上信息，下列判断中可能正确的是( )
A．这种装置的核反应原理是轻核的聚变，同时释放出大量的能量，和太阳发光的原理
类似
B．线圈的作用是通电产生磁场使带电粒子在磁场中旋转而不溢出
C．这种装置同我国秦山、大亚湾核电站所使用核装置的核反应原理相同
D．这种装置是科学家设想的其中一种方案
11．[2024·浙江省杭州市期中考试]某同学设计了一种利用光电效应原理工作的电池，如
图所示．K、A 电极分别加工成球形和透明导电的球壳．现用波长为λ 的单色光照射K 电极，
K 电极发射光电子的最大动能为Ek，电子电荷量为e.忽略光电子重力及之间的相互作用，已
知光速为c，普朗克常量为h.下列说法正确的是( )
A.入射光子的动量p＝hλ
B．K 电极的逸出功W0＝－Ek
C．A、K 之间的最大电压U＝
D．若仅增大入射光强度，A、K 之间电压将增大
12.
[2024·浙江省宁波十校联盟一模]氢原子能级示意如图，已知可见光的光子能量在1.62
eV 到3.11 eV 之间．现有大量氢原子处于n＝5 能级上，氢原子从n＝5 能级跃迁到n＝2 能
级可产生a 光，从n＝4 能级跃迁到n＝2 能级可产生b 光， a 光和b 光的波长分别为λa和
λb，照射到逸出功为2.29 eV 的金属钠表面均可产生光电效应，遏止电压分别为Ua和Ub，下
列说法正确的是( )
A．a 光和b 光都是可见光，且 λa＜λb
3
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B．Ua>Ub
C．a 光产生的光电子最大初动能 Ekm＝0.57 eV
D．氢原子从高能级向低能级跃迁时可能辐射出γ 射线
[答题区]
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
三、非选择题：本题共4 小题，共60 分．
13．[2024·北京市丰台区期中联考]某种金属板M 受到一束紫外线照射时会不停地发射
电子，射出的电子具有不同的方向，速度大小也不相同．在M 旁放置一个金属网N.如果用
导线将M、N 连起来，从M 射出的电子落到N 上后便会沿导线返回M，从而形成电流．已
知电子质量为m，电子电荷量为e.
(1)若已知金属网N 在时间t 内接收的电子数为n，则电流表示数I 为多少？
(2)现在不把M、N 直接相连，而按图那样在M、N 之间加电压，发现当M、N 间的电压
为U0时电流表中就没有电流．则被这束紫外线照射出电子的最大速度vm是多少？
(3)若已知U0 ＝12.5 V，M、N 间的距离d＝1 cm，电子质量m＝ 9.1×10－31 kg，电荷
量e＝1.6×10－19 C，重力加速度g＝10 m/s2 .利用上述数据通过计算说明：分析电子在电场
中的运动时，可以不考虑电子所受重力的影响．
14．激光器发光功率为P，所发射的一束水平平行光束在空气中的波长为入光束的横截
面积为S，垂直射到放在光滑水平面上的理想黑色物体的竖直表面上，光被完全吸收．光束
的照射时间为t，物体的质量为m，光子的动量p＝，空气中光速为c，求
(1)物体在光照射时产生的光压(光子作用力产生的压强)；
(2)物体获得的速率和增加的内能．
15．[2024·上海市普陀区模拟]氢原子处于基态时，原子的能量为E1＝－13.6 eV，则：
(1)当处于n＝3 的激发态时，能量为多少？
(2)当氢原子从n＝3 的激发态跃迁到n＝1 的基态时，向外辐射的光子的波长是多少？
(3)若有大量的氢原子处于n＝4 的激发态，则在跃迁过程中可能释放出几种频率的光子？
并在能级图上用箭头标明这些氢原子能发出的光谱线．
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16．镭(Ra)是历史上第一个被分离出来的放射性元素，已知Ra 能自发放出α 粒子而变
成新核Rn，已知Ra 的质量m1＝226.020 7 u，Rn 的质量m2＝222.010 1 u，α 粒子的质量mα
＝4.002 6 u．如图所示，一个静止的镭核在匀强磁场中发生衰变，衰变后两粒子运动平面与
磁场垂直(涉及比值时，质量可取整数)求：
(1)α 粒子与Rn 核在磁场中运动的半径之比和周期之比；
(2)衰变过程中放出的能量(1 u＝931.5 MeV).
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